Tecnologia VOIP com Asterisk (UM@STERISK)

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RELATÓRIO DE PROJETO DE LICENCIATURA

Ano letivo 2014/2015 – 4º Ano

Mindelo, 2015

Autor: Ridson Robel de Jesus Lima Lopes, N.º1754

UNIVERSIDADE DO MINDELO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E RECURSOS DO MAR

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I Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

Ridson Robel Lopes

TECNOLOGIA VOIP COM ASTERISK

(UM@STERISK)

Orientador:

Eng.º Aldo Aldrino Pires

Mindelo, 2015

Trabalho de Conclusão de Curso para a Obtenção do grau Licenciatura em Informática de Gestão pela Universidade

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II Relatório Projeto de Licenciatura – Ridson Lopes

DEDICATÓRIA

Dedico este trabalho a todos que de uma forma ou de outro me ajudaram durante estes anos de formação, em especial a minha família, os meus professores, os meus colegas e amigos.

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III Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

AGRADECIMENTOS

Agradeço aos meus pais Justino Lopes e Maria Helena pelo carinho, esforço, dedicação e ajuda que sempre me deram ao longo de toda este tempo de formação.

Aos meus colegas de curso pela amizade e diversos momentos de convívio. Em especial a amiga e colega Ilucete Fernandes pelas ajudas e incentivos na elaboração deste relatório.

Ao Emanuel Vieira pelas ajudas prestadas durante a fase de desenvolvimento do projecto.

Ao meu orientador Eng.º Aldo Aldrino Pires e ao coordenador Doutor João Dias que ajudaram a realização deste trabalho.

A minha filha Rhania Roberta Lopes e minha namorada Tânia Marisia Lima pelo carinho e ajuda pelo andamento do projeto.

Ao amigo e companheiro de casa Adir Rocha pelo incentivo e ajuda durante o desenvolvimento do projeto.

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IV Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

RESUMO

Este trabalho trata do software livre Asterisk (Elastix), uma central telefónica privada IP ou (PBX IP) que suporta inúmeros protocolos e codecs da tecnologia de voz sobre IP, Abordando a sua instalação, configuração e compatibilidade com hardware de telefonia. O crescimento das redes IP, as técnicas avançadas de digitalização de voz e os mecanismos que permitem a qualidade dos serviços, permitiram a consolidação da telefonia IP. A telefonia IP está em todo-poderoso crescimento, pois além de reduzir os custos das ligações telefónicas, ela permite a ligação entre as redes de dados e de voz, criando uma infra-estrutura única, facilitando a instalação, a manutenção e o gerenciamento. Este trabalho tem como objetivo fazer um estudo da Tecnologia VoIP (Voz sob IP), propor uma estrutura e implementar um ambiente de teste, uma central telefónica VoIP com o uso do Asterisk.

A central telefónica VoIP baseada no software livre Asterisk possibilita a interligação de localidades geograficamente distantes uma das outras através das redes IP, sem a necessidade de pagar os altos valores cobrados pelos fabricantes de centrais telefónicas, de hardware proprietário, pela manutenção, fornecimento de equipamentos e licenças, mas permite que se obtenha os mesmos resultados, como por exemplo, que todos os Funcionários e ou colaboradores de uma empresa realizem chamadas telefónicas entre si sem precisar pagar altas taxas cobradas pelas operadoras de telefonia pública. Através da pesquisa bibliográfica sobre a tecnologia VoIP e do estudo do software livre Asterisk, será proposta a implantação da tecnologia através da implementação de um central VoIP. A verificação dessa implantação será realizada através de testes práticos em um ambiente que será desenvolvido.

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V Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

ABSTRACT

This work deals with the Asterisk (Elastix) free software, a PBX or IP (IP PBX) that supports numerous protocols and codecs Voice over IP technology, addressing its installation, configuration and compatibility with telephony hardware.

The growth of IP networks, the advanced techniques of voice digitalization and the mechanics that allow the quality of services, enabled IP telephony consolidation.

IP telephony is all-powerful growth, as well as reduce the phone calls costs, it enables the connection between data networks advertisments voice, creating a single infrastructure, facilitating installation, maintenance and management. This work aims to make a study of VoIP technology (Voice on IP) to propose a structure and implement a test environment, a VoIP PBX using Asterisk.

The VoIP PBX based on Asterisk open source enables the interconnection of geographically distant locations from each other through the IP network without the need to pay the high fees charged by PABX manufacturers, proprietary hardware, the maintenance, supply of equipment and licenses, but allows to obtain the same results, for example, that all the staff and or colaboraters a company to perform telephone calls to each other without paying high fees charged by public telephone operators. Through literature search on VoIP technology and the study of the Asterisk open source software, the implementation of the proposed technology will be through the implementation of a VoIP switch. The verification of this implementation will be conducted through practice tests in an environment that will be developed.

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VI Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

LISTA DE ACRÓNIMOS

A/D - Analog/Digital

APIs - Application Programming Interface ATA - Analog Telephone Adapter

CBQ - Class-Based Queuing

CODEC - Codificador/Decodificador FXO - Foreign eXchange Office FXS - Foreign eXchange Subscriber GPL - Gnu Public License

H.323 - Sistemas Audiovisuais e Multimídia IAX - Inter-Asterisk eXchange

IP - Internet Protocolo LAN - Local Area Network

MGCP - Media Gateway Controlo Protocolo NTP - Network News Transfer Protocolar NTP - Network News Transfer Protocolar PBX - Private Automatic Branch Exchange PCI - Peripheral Component Interconnect POTS - Plan Old Telephone System

PSTN - Public Switched Telephone Network RTCP - Real Time Transporto Protocolo RTP - Real-time Transporto Protocolo SIP - Session Initiation Protocolo TCP - Transmission Controlo Protocolo

TCP/IP - Transmission Controlo Protocolo/Internet Protocolo UDP - User Datagram Protocolo

UM - Universidade do Mindelo VOIP - Voice Over Internet Protocolo

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VII Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

INDICE

Índice

DEDICATÓRIA...II AGRADECIMENTOS ... III RESUMO ... IV ABSTRACT ... V LISTA DE ACRÓNIMOS... VI INDICE ...VII ÍNDICE DE FIGURAS ... X

ÍNDICE TABELAS ...XII

1. INTRODUÇÃO ... 1 1.1 Objetivo Geral ... 2 1.2 Objetivos Específicos ... 3 1.3 Motivação do Projeto... 4 1.4 Metodologia ... 4 1.5 Estrutura do trabalho... 5

2 CAPITULO – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICO ... 6

2.1 Fundamentos Sobre VoIP ... 7

2.1.1 O que é VoIP ... 7

2.1.2 História do Voip ... 8

Software Livre... 9

2.1.3 VoIP, como se transmissão numa rede IP ... 10

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VIII Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

2.1.6 Padrão h.323 ... 13 2.1.7 Protocolos ... 16 2.1.7.1 Protocolo SIP ... 16 2.1.7.2 Protocolo IAX/IAX2 ... 17 2.1.8 Codecs ... 19 2.1.9 Protocolo de Transporte ... 19 2.1.10 Funcionamento do Voip ... 21 2.1.11 Potencialidade do Voip ... 22

2.1.12 Qualidade de Serviço (QOS) ... 24

2.1.13 Obstáculos do VoIP ... 25 2.1.14 Desvantagens do VoIP ... 27 2.2 Asterisk ... 28 2.2.1 História ... 29 2.2.2 Conceitos Gerais... 29 2.2.3 Arquitectura ... 32 2.2.4 Codec... 34 2.2.5 Funcionalidades do Asterisk ... 36 2.2.6 Vantagens do Asterisk ... 37 2.2.7 Desvantagens do Asterisk ... 38 2.2.8 Ficheiros de Configuração ... 39

2.2.9 Cenários de uso do Asterisk ... 39

2.2.10 Diguim ... 44

2.2.11 Hardware Utilizado na Telefonia Voip ... 45

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IX Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

2.3.1 Ciclo de vida do desenvolvimento de Softwa re‐ SDLC ... 50

2.3.2 Desenvolvimento Sequencial ... 50

2.3.3 Desenvolvimento Evolutivo ... 51

2.3.4 Desenvolvimento Incremental ... 51

2.3.5 Modelo em Cascata ... 53

2.3.6 Informação, tecnologia de informação e sistema de informação ... 55

2.3.7 Segurança em Sistemas de Informação ... 56

2.3.8 Modelagem do Sistema ... 57

2.3.9 Ferramentas e Tecnologias Utilizados ... 64

3 DESENVOLVIMENTO DO PROJETO A SER IMPLEMENTADO NA UNIVERSIDADE DO MINDELO ... 66

3.1 Caracterização da Universidade do Mindelo ... 67

3.1.1 Dados gerias ... 67

3.1.2 Visão ... 67

3.1.3 Missão ... 68

3.1.4 Valores ... 68

3.1.5 Estrutura Organizacional ... 68

3.1.6 Estrutura da rede de comunicação da Universidade do Mindelo ... 69

3.2 Desenvolvimento do Protótipo ... 70

3.2.1 Preparando o PBX ... 70

3.2.2 Instalação do Elastix ... 72

3.2.3 Elementos do Sistema ... 73

4 CONCLUSÃO ... 85

4.1 CONSIDERAÇÕES E RECOMENDAÇÕES FINAIS ... 86

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X Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura1- comunicação com VoIP com pbx ip... 9

Figura 2 Arquitetura do Padrão H.323 ... 15

Figura 3-Arquitectura Asterisk ... 33

Figura 4- Cenário utilizando computador para servidor elastix ... 41

Figura 5- Actualização de PBX existente para suportar VoIP ... 42

Figura 6 - Atualização do PBX existente com VoIP ... 43

Figura 7- Interligação de filias utilizando o Asterisk ... 44

Figura 8-Telefones IP ... 45

Figura 9- placa ISDN com 2 portas ... 46

Figura 10- Placa B400P da Digium com 4 portas... 47

Figura 11 - Goip Sim com 2 porta ... 48

Figura 12- Goip Sim 8 porta ... 48

Figura 13- Adaptador Análogo do Telefone da LinkSys ... 49

Figura 14- Modelo Cascata ... 54

Figura 15- Componentes de um SI ... 56

Figura 16- Casos de uso do utilizador administrador ... 58

Figura 17- Casos de uso do cliente ... 59

Figura 18-Administrar Sistema ... 60

Figura 19 - Efetuar Chamadas... 61

Figura20 - Diagrama de classes do sistema... 62

Figura 21- Organograma da UM ... 69

Figura 22 Estrutura rede de comunicação da UM ... 70

Figura 23 Iniciação do Servidor com Centos ... 73

Figura 24- Tela Login ... 74

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XI Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

Figura 26 - Tela Flash Operator painel ... 76

Figura 27 - Tela Operator painel ... 76

Figura 28- Tela Criação Extension ... 78

Figura 29- Fallow Me ... 79

Figura 30 - Configuração sala Conferencia ... 80

Figura 31 - Criação Grupo de toque ... 81

Figura 32 - Tela Chamadas por Vídeo ... 82

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XII Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

ÍNDICE TABELAS

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1 Relatório Projeto Licenciatura – Ridson Lopes

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Muitas empresas estão à procura de uma central telefónica que atenda às suas necessidades atuais e futuras. Um dos principais fatores implicantes na escolha da central é o custo. Uma central proprietária hoje tem um valor extremamente alto, tornando-se o principal motivo de um investidor olhar com mais interesse para a central Asterisk. Seu custo é baixo, por se tratar de um software de código aberto, por rodar em um sistema operativo Linux.

A telefonia via Internet, Voice Over Internet Protocolo, (Voz sobre IP), ou simplesmente VoIP é uma tecnologia que permite a transmissão de voz por IP, possibilitando a realização de chamadas telefónicas pela internet [Tecnologia VoIP]. Este trabalho vem esclarecer a sua utilização, com o central telefónica com o software open source asterisk, explorar suas funcionalidades, mostrando como ocorre a comunicação e uma visão de sua história e do panorama actual sobre a mesma.

No final dos anos 90 surgiu o Asterisk, criado por Mark Spencer, fundador da Linux Support Services1, uma empresa que inicialmente prestava serviços de consultoria e suporte em plataformas Linux. O Asterisk é um programa de computador que possui todos os recursos de uma Central Telefónica e também uma excelente alternativa, para interligar redes privadas com as redes públicas de telefonia.

Tanto o Asterisk, como a tecnologia VoIP (Voz sob IP) estão claramente numa fase de robusto crescimento no mercado, sendo cada vez mais aceito em grandes, médias e pequenas empresas.

1.1 Objetivo Geral

1

Linux Support Services para ajudar administração remota update de segurança e sistema de endurecimento,support a desktop.

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O principal objetivo deste trabalho é fazer um estudo sobre a tecnologia VoIP para implementar na Universidade do Mindelo uma central VoIP, utilizando o Software Asterisk/ Elastix, que com as suas funcionalidades e particularidades irá facilitar a comunicação entre os funcionários, corpo docente e estudantes.

1.2 Objetivos Específicos

Os objetivos específicos do trabalho são:

 Fazer um estudo sobre VoIP, mostrando suas características, funcionalidades e os principais protocolos de comunicação utilizados.

 Apresentar o Software Asterisk, suas características e potencialidades como alternativa ao PABX 2(Private Automatic Branch Exchange) - Central de Automática Distribuição Técnica) proprietária.

 Desenvolver um sistema onde o utilizador tem um menu onde deve escolher as informações que pretende ligar.

 Implementar uma central VoIP, baseando na estrutura existente para fazer a interligação dos vários departamentos da Universidade do Mindelo;

 Propor e construir uma solução de baixo custo para a grande demanda por novos ramos na UM, utilizando a tecnologia VoIP, oferecer uma estrutura e implementar um ambiente de teste através de uma central com telefónica VoIP.

2

Troca automática de ramais privados - é um centro de distribuição telefónica pertencente a uma empresa que não inclua como sua atividade o fornecimento de serviços telefónicos ao público em geral.

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1.3 Motivação do Projeto

Com o crescimento da tecnologia de telecomunicação, logo surgiu algumas ideias nesta área que está sempre a motivar e a crescer.

Atualmente com a vontade de trabalhar e explorar sistemas Open Source, surgiu a ideia de juntar a Tecnologia VoIP com Asterisk. Hoje em dia as empresas estão sempre a procura de novas tecnologias para reduzir os custos com a comunicação, foi isto que motivou-me a trabalhar com o Asterisk que sem margens para dúvida, é um dos projetos Open Source 3 que tem vindo á ter maior crescimento a nível das telecomunicações com VoIP . Ter a presunção de investigar, obter algum conhecimento e “trabalhar” com o Asterisk para implementar todas as funcionalidades de um PBX, já por si só, constitui motivo suficiente para o desenvolvimento do presente trabalho.

1.4 Metodologia

O processo de desenvolvimento de software consiste genericamente num conjunto de fases, tarefas e actividades, realizadas por intervenientes que desempenham varias funções, de modo a elaborarem diversos artefactos que em conjunto contribuem para a produção de um sistema de software. A metodologia implica adicionalmente a definição de aspectos que torna concretizável a noção de processo, designadamente a utilização de técnicas, notações e ferramentas. (SILVA e VIDEIRA, 2008).

Para o desenvolvimento do sistema proposto, utilizou-se o modelo cascata por se tratar de um projecto que pode seguir de maneira linear.

O modelo Cascata é um modelo de engenharia projectado para ser aplicado no desenvolvimento do software. A ideia principal que o dirige é que as diferentes etapas de desenvolvimento seguem uma sequência: a saída da primeira etapa “fluí” para a segunda etapa e a saída da segunda etapa “fluí” para a terceira e assim por diante. As actividades a

3

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executar são agrupadas em tarefas, executadas sequencialmente, de forma que uma tarefa só poderá ter início quando a anterior tiver terminado. (ROYCE, Winston 1970).

1.5 Estrutura do trabalho

De acordo com os objetivos definidos este trabalho esta estruturada em 4 capítulo.

A Primeira etapa foi para relatar o tema numa pequena introdução e depois os objectivos e a metodologia utilizada para estabelecimento de um plano para a realização das tarefas.

Segunda etapa o método de abordagem, que se relaciona com a concepção teórica que usamos, recorrendo a fontes bibliográficas como livros, internet e as cadeiras mais nucleares leccionadas no curso de Informática de Gestão, permite-me obter uma visão teórica e verdadeira sobre VoIP e asterisk.

Já numa terceira etapa recorremos a visita a instituição “Uni-Mindelo”, para observar a estrutura de rede em cada departamento e quais são os procedimentos utilizados na comunicação, e modelagem e preparando o sistema com ferramentas específico e configuração bem como entender recolhendo informações junto com profissionais na área de informática.

No último capítulo fez-se a análise das considerações finais, dando algumas opiniões a respeito do trabalho e a conclusão do mesmo.

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2 CAPITULO – FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICO

Neste capítulo serão apresentados conceitos sobre, VoIP, asterisk alguns conceitos da tecnologia VoIP, e a modelagem do sistema com as ferramentas e tecnologias usadas.

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2.1 Fundamentos Sobre VoIP

2.1.1 O que é VoIP

VoIP (Voice over Internet Protocolo) é uma tecnologia que permite a comunicação e transmissão telefónica utilizando a internet como meio de transmissão a voz. Basicamente, a tecnologia VoIP converte sinal de voz analógico através da quebra da conversação em pacotes de dados no formato digital e os transmite através da internet ou redes digitais privadas. E esses mesmos pacotes são utilizados com vantagens enormes sobre a telefonia convencional (como, por exemplo, possibilitar que diversas chamadas telefónicas ocupem o espaço antes ocupado por somente uma chamada da rede convencional).

Inicialmente o VoIP foi implementado para efetuar a comunicação de voz entre dois computadores ligados à Internet. Para isso, se faz necessária uma saída de áudio do sistema multimédia do microcomputador (caixa de som ou headfone) e um microfone conectado à entrada do sistema (placa de som do PC). Também é utilizado um Softfone4, que é um software responsável pelo gerenciamento desta comunicação, iniciando ou recebendo uma ligação, mostrando os contatos on-line, compactando e descompactando o áudio [Tecnologia VoIP].

Nos sistemas VoIP, os sinais analógicos de voz são digitalizados e transmitidos como um stream5 de pacotes sobre uma rede de dados. As redes IP permitem que cada pacote possa encontrar o caminho mais eficiente para chegar a um determinado destino num dado instante utilizando desta maneira os recursos de uma determinada rede de uma forma eficaz.

4

Software para comunicação entre computador.

5

Stream pode ser definido como um fluxo de dados em um sistema computacional. Quando um arquivo é

aberto para edição, todo ele ou parte dele fica na memória, permitindo assim alterações, por isto somente quando ele é fechado, tem-se a garantia de que nenhum dado se perderá ou será danificado.

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2.1.2 História do VoIP

Imagina-se a tecnologia de Voz sobre IP como algo muito recente, porém ela surgiu em Israel em 1995, quando um grupo interessado no assunto desenvolveu um sistema que permitisse utilizar os recursos multimédia de um PC doméstico para iniciar conversas de voz através da Internet. A qualidade do sistema era muito lenta, mas este era o primeiro passo para que outros pesquisadores se interessassem pelo assunto. Tanto é que, ainda no mesmo ano, uma empresa chamada Vocaltec Inc, lançava o primeiro software dedicado à comunicação por Voz sobre IP, batizado de Internet Phone Software. Este software foi designado para rodar em um PC 486/33 MHz com placa de som, alto-falantes, microfone e modem. E, embora a qualidade de som estivesse muito abaixo da telefonia convencional, este esforço representou o primeiro telefone por IP [Tecnologia VoIP].

Por volta de 1998 o VoIP obteve um progresso considerável. Com o desenvolvimento de Gateways (equipamentos capazes de interligar aparelhos telefónicos convencionais ou centrais telefónicas de empresas, os PBX's, à rede de dados para comunicação entre estes sistemas com sistemas VoIP), foi permitido a conexão PC para telefone e mais tarde telefone para telefone. Posteriormente surgiram Gateways especializados e dispositivos denominados ATA (Analog Telephone Adapter, ou Adaptador para Telefone Analógico), para interligar dois sistemas convencionais e/ou PBX's utilizando como meio de transmissão redes IP. Mas o grande ponto da história do VoIP ocorreu quando fabricantes de hardware como Cisco e Nortel6 começaram a produzir equipamentos VoIP capazes de switching. Assim, as funções antes tratadas pela CPU da máquina (como mudar um pacote de dados de voz para algo que possa ser lido pela rede de telefonia convencional, e vice versa), pode ser tratado por outro dispositivo. Dessa forma, o

6_{Configuração técnica voltada para a interoperabilidade entre Cisco e equipamentos Nortel. Telefones Nortel IP}

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hardware VoIP fica menos dependente da máquina e mais acessível, consequentemente, as grandes empresas podem implementar VoIP em suas redes internas.

Fonte: [supnet]

Software Livre

Software Livre é um programa disponível e com licença para qualquer um usá-lo, copiá-lo e distribuí-lo, seja na sua forma original, com modificações, podendo ser gratuitamente ou com custo. Em especial, a possibilidade de modificações implica que o código fonte esteja disponível. Se um programa é livre, potencialmente ele pode ser incluído em um sistema operacional também livre.

Segundo Richard M. Stallman7, acredita na filosofia do Software Livre, decidiu criar um órgão regulador que formalizasse e defendesse essas ideias com a finalidade de preservá-las e aperfeiçoá-las. Assim surgiu a Free Software Foundation8, tendo como princípios básicos quatro tipos de liberdades associadas ao uso de Softwares, São elas:

7

Fundador do movimento Free Software, do projecto GNU, e da Free Software Foundation.

8_{Free software fundatcion- (fundação para software livre) organização sem fins lucrativos fundada em 1985}

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 A liberdade de executar o programa, para qualquer propósito;

 A liberdade de estudar como o programa funciona, e adaptá-lo para as suas necessidades;

 A liberdade de redistribuir cópias de modo que você possa ajudar ao seu próximo;  A liberdade de aperfeiçoar o programa, e liberar os seus aperfeiçoamentos, de modo

que toda a comunidade se beneficie.

2.1.3 VoIP, como se transmissão numa rede IP

As redes de Internet são compostas de protocolos, que serão necessários para a comunicação. Um dos principais protocolos de comunicação que temos é o de modelo de referência TCP/IP, constituída por cinco camadas e os mais utilizados são aplicação, transporte e redes.

 Aplicação

A camada de aplicação contém protocolos que definem os formatos em que as mensagens devem estar para que a rede de Internet possa interpretá-los. Esta camada reúne protocolos que fornecem todos os serviços necessários para a comunicação ao sistema ou ao usuário. Esses protocolos podem ser separados em dois tipos, protocolos de serviços básicos e protocolos de serviços para o usuário. O protocolo de serviço básico fornece os serviços para que o próprio sistema possa fazer a comunicação. Já o protocolo de serviços de usuário fornece os serviços para os usuários se comunicarem.

Nesta camada os pacotes VoIP utilizam três protocolos diferentes:

 NTP (Network News Transfer Protocolar): ajuda a assegurar que os sinais são transmitidos e recebidos com uma margem de tempo necessário para garantir a qualidade da voz.

 RTP (Real-time Transporto Protocolo): proporciona funções transporte fim a fim, para sinais de voz digitais, encapsulados em pacotes VoIP.

 RTCP (Real-Time Transporto Controlo Protocolo.): monitoriza a entrega de sinal de voz e proporciona funções mínimas de controlo para assegurar a entrega dos pacotes.

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 Transporte

A camada de transporte é utilizada para a recepção dos dados que chegam pela camada de aplicação. O objetivo dela é manter um serviço confiável e com uma maior eficiência para os usuários. Na camada de transporte existem dois protocolos que possuem grande necessidade. Os protocolos UDP e TCP são os que fazem a entrega dos dados. O primeiro é um protocolo que não é confiável e que visa a chegada dos dados mais rápida, que uma entrega confiável. Já o TCP é um protocolo bastante confiável que tem como objetivo uma entrega de dados sem erros. O protocolo TCP fornece um serviço confiável e orientado à conexão, já o protocolo UDP fornece serviço sem conexão e não confiável.

 Redes

A camada de Inter Rede é responsável em não deixar que a rede fique congestionada e também pela distribuição dos dados, para que eles possam ser entregues em qualquer que seja a rede de destino.

Comutação

Dentro do sistema telefónico são usadas três técnicas de comutação, a comutação por circuito, comutação por pacotes e por mensagens.

 Comutação de Pacotes

Neste tipo de comutação não é necessário estabelecer uma comunicação previamente. Assim sendo, diferentes pacotes poderão seguir caminhos distintos, dependendo das condições da rede no momento em que forem enviados, não chegando, obrigatoriamente, ao receptor de forma ordenada. Existe, entretanto, a possibilidade de congestionamento em todos os pacotes, uma vez que não é reservada, antecipadamente, largura de banda para a transmissão. Esta técnica é mais tolerante a defeitos e nos casos de inatividade de um switch, os pacotes são enviados de modo a

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contornar os inactivos. É utilizada a transmissão Store-and-forward9, na qual os pacotes são reservados na memória de um Router, São fiscalizados em busca de erros, e são enviados ao Router seguinte, Segundo ANDREW S.TANEBAUM (1997).

 Comutação de Circuito

Na comutação de circuitos, é necessário estabelecer, previamente, um caminho “fim-a-fim”, para que os dados possam ser enviados. Isso garante que, após a conexão ter sido feita, não haverá congestionamento e os dados serão enviados de forma organizada. Entretanto, configurar um caminho com antecedência provoca reserva e provável desperdício de largura de banda. Esse tipo de comutação não é muito tolerante a falhas, sendo que na inatividade de um switch, os circuitos que o utilizam serão encerrados. Os bits fluem continuamente pelo fio e a transmissão de dados é feita de forma transparente, ou seja, o transmissor e o receptor determinam a taxa de bits, formato ou método de enquadramento, sem interferência da operadora de comunicações, o que proporciona, a

Coexistência de voz, dados e mensagens de fax no sistema telefónico, Segundo ANDREW S. TANEBAUM (1997).

 Comutação de Mensagem

Não é estabelecido nenhum caminho físico dedicado entre o emissor e o receptor, As mensagens são armazenadas nós a nós para posterior reenviar, sendo por isso designadas por redes do tipo "STORE and FORWARD ". As mensagens só seguem para o nó seguinte após terem sido integralmente recebidas do nó anterior.

Codificação de Voz

Uma das dificuldades encontradas na implementação nos serviços de VoIP é a reprodução com boa qualidade da voz humana, para isso utiliza-se o Codec, (acrónimo de Codificador/Descodificador de sinais). Normalmente deseja-se possuir o maior número de chamadas possíveis e com boa qualidade em ligações VoIP. Torna-se necessário realizar a

9

Uma técnica comum de serviço de mensagem em que uma transmissão de dados é enviado a partir de uma dispositivo para um dispositivo de recepção

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convergência do sinal de voz, para um formato digital e logo após a compressão dos dados, com a finalidade de economizar a largura de banda. Essa é a função dos Codec que variam desde seus conceitos, algoritmos de codificação, qualidade do som, consumo da largura de banda e processamento. Para que o sinal da voz possa ser transportado em uma rede de comutação de pacotes, é necessário que este seja convertido de sinal analógico para sinal digital.

2.1.4 A Rede

A rede no qual o VoIP trafega é uma WAN10 (Word Area Network, ou área de Trabalho mundial), que geralmente se trata diretamente a Internet em si, ou ao menos está inserida nela ou utiliza como meio de conexão.

A rede não sabe o que é voz, ela apenas foi projetada para levar pacotes de dados de uma ponta a outra com a maior agilidade. Porém o conteúdo dos pacotes só é Conhecido pelas aplicações que os geraram ou vão tratá-los.

As interfaces de voz sobre IP recebem a voz a partir do sistema telefônico, digitalizam, comprimem e acomodam-na em pacotes idênticos aos que trafegam normalmente pela rede. Cabe aos elementos da rede (switches, hubs, interface de VoIP, roteadores, etc.) conduzam os pacotes ao destino, para que possam ser reconvertidos para voz.

Todos esses procedimentos são transparentes aos utilizadores do sistema de telefonia.

As técnicas empregadas para enviar informações de um ponto VoIP a outro podem ser as mais variadas (Frame Relay2-3 OSI,ADSL,PPP) e meios físicos (par metálico, rádio, fibra óptica, etc), porém sempre utiliza o protocolo IP segundo Soares, e Freire (2002).

2.1.5 Padrão H.323

O H.323 é parte da família de recomendações do ITU (Internacional Telecommunication

Union), pertencendo á série H que trata dos sistemas Audiovisuais e Multimédia criado em 1996 as recomendações H.323 têm como objetivo especificar um sistema de comunicação multimédia em redes baseada em pacotes, porém não objectivam uma qualidade de serviço

10

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(QOS). Também estabelece padrão de codificação e descodificação de dados audiovisuais que baseiam no padrão H.323 [VoIP protocolo].

Esse padrão usa conceitos de ambos os protocolos o tradicional PSTN quanto as normas relacionadas com internet. Tratando tanto de comutação de circuitos quanto de comutação de pacotes e padrões de protocolo, o H.323 é capaz de se integrar com o PSTN11 é a colecção de equipamentos que são responsável por prover o serviço de telefonia convencional das redes públicas. A H.323 é independente dos outros aspectos relacionadas á rede. Assim pode ser utilizado qualquer tipo de rede (Ethernet, fast Ethernet) ou qualquer topologia de redes, [VoIP]. Utilizando o padrão H.323 cria pacotes envolvendo somente telefone IP, áudio e vídeo (videoconferência), dados ou os três tipos de comunicadores.

Segundo Kurose (2007), “O H.323 é um padrão popular para audioconferência e videoconferência entre Clientes na Internet”. Existem alguns elementos que permitem a comunicação multimídia através do padrão H.323, nomeadamente:

 Gateway - é necessário para conectar a rede de Telefonia à Internet.  Terminal - é um dispositivo de comunicação (telefones, Softfones).  Gatekeeper - controla os terminais sob sua autoridade denominada zona.

11_{A rede telefónica pública comutada (PSTN) é o agregado das redes telefónicas comutadas por circuitos do}

mundo, que são operados por operadoras de telefonia nacionais, regionais ou locais, fornecendo infra-estrutura e serviços para telecomunicações públicas

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Figura 2 Arquitetura do Padrão H.323

Fonte:Adaptado de: [voipbic]  Os benefícios h.323:

Independência da rede – O padrão h.323 permite a utilização de aplicações de áudio sem

qualquer mudança na estrutura da rede. Assim, a medida que os limites de velocidade na internet evoluem, os benefícios da utilização destas aplicações são mediatamente incorporados.

Independência de plataforma – Não especifica o sistema operativo utilizado podendo

abranger diversos segmentos como: videoconferência em PCs, telefones IP, tv a cabo entre outros.

Representação Padronizada de Mídia – O padrão h.323 estabelece codificações para

compressão e descompressão dos sinais de áudio e vídeo normalmente executadas pelo sistema.

Interoperalidade de Equipamentos e aplicações – Permite Interoperalidade entre os mais

diversos fabricantes e as diversas aplicações, capacidade de diferentes sistemas de comunicação e partilhar dados entre si.

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O padrão h.323 é complexo sendo de difícil configuração, utiliza representação binária para mensagem tornando configurações mais difíceis, e possuem centenas de elementos.

2.1.6 Protocolos

Para haver a comunicação entre os aparelhos de telefonia IP eles devem falar a língua, ou seja, utilizar o mesmo protocolo de comunicação, além do protocolo IP. Eles servem para lidar especificamente com a fragmentação e remontagem dos pacotes de voz. Existem hoje dois protocolos mais utilizados pelos aparelhos de telefonia IP, eles são SIP IAX:

2.1.6.1 Protocolo SIP

É um protocolo de padronização de videoconferência, telefonia e mensagens instantâneas. Criado em 1999 onde vem ganhando espaço em aplicativos que utilizam voz sobre ip. O sip foi desenvolvido como parte da Internet Multimédia Conferencing Architecture e foi projetado para interagir com outros protocolos da internet como TCP, UDP, TLP IP, DNS. Por esse motivo oferece grande estabilidade e flexibilidade. Por ter representação textual, (vantajoso em relação á representação binário do protocolo h323), tem sido visto como protocolo predominante da tecnologia voz sobre IP.

Características da aplicação SIP

 Oferecem recursos de controlo de chamadas, como espera, encaminhamento, transferência, mudanças de mídia, etc.

 Aceita infra-estrutura da Web, por exemplo segurança, cookies.  É orientado para Web e independente do protocolo de rede.

Como tinha dito acima o SIP vem ganhando espaço sobre h.323 na telefonia ip. O protocolo h.323 é um protocolo robusto que foi inicialmente desenvolvido para aplicações multimédia em LAN´s, diferentemente do SIP, que é um protocolo simples e eficiente, baseado nos protocolos HTTP E SMTP da internet.

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O h.323 possui uma complexidade muito maior que o SIP uma vez que utiliza diferentes protocolos e não é baseado em texto é baseado em codificação binária. A maior complexidade do h.323 pode ser observada ao realizar uma chamada. O SIP envia apenas 4 pacotes, enquanto o h.323 precisa enviar 12 pacotes.

O h.323 possui baixa integração com outros componentes da internet e não oferece suporte a firewall e nem instante Messenger pois não foi inicialmente desenvolvido para internet. O h.323 é um padrão muito poderoso, complexo demais para ser utilizado em telefonía IP. Uma vez que a tecnologia VoIP visa uma redução dos custos, o h.323 torna-se uma solução mais complicada, pois exige um grande esforço de implementação, diferente do SIP que é um protocolo simples, confiável e desenvolvida pela internet, ideal para telefone IP.O fator decisivo para o SIP substituir o h.323 não está na qualidade mas sim na simplicidade.

2.1.6.2 Protocolo IAX/IAX2

O protocolo IAX permite o controlo e a transmissão de fluxo de dados através de redes IP. Ele permite a transmissão de qualquer tipo de fluxo de dados incluindo vídeo, porém seu objetivo principal é o controlo de chamadas VoIP.

O IAX, na sua segunda versão, é utilizado PC-PBX Asterisk [Goncalv05] como uma alternativa a outros protocolos VoIP, como H.323, e SIP, para se conectar a dispositivos que suportam esse protocolo, tais como: outro PC-PBX Asterisk e ATAs (Analog Telephone Adaptor).

O desenvolvimento do protocolo IAX tomou como base de referência protocolos VoIP, já existentes como o SIP e o MGCP para o controle das conexões e a RTP para a transmissão do fluxo de dados. Ele teve como objetivos principais: a redução do consumo de banda; suporte a NAT transparente; transmissão de informações de plano de discagem e suporte a implementação de interfones [VoIP teleco].

A sua sinalização é mais similar ao SIP que utiliza o controlo de chamadas Master-Slave, e o transporte dos dados não utiliza a RTP.

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O IAX multiplexa a sinalização e o transporte de dados no mesmo canal UDP entre dois nós. Dessa forma ele atua como dois protocolos em um só. Essa característica o faz distinto entre os outros protocolos (H.323, SIP), que utilizam controlo e transmissão de dados separados.

O IAX foi desenvolvido como um protocolo binário para ser mais eficiente em relação ao consumo de banda, além de que, ele é otimizado especificadamente para a redução do consumo de banda para chamadas de voz.

O IAX suporta autenticação através de chaves assimétricas (públicas e privadas) e trunking. O trunking permite que múltiplos streams de voz compartilhem o mesmo canal, reduzindo o overhead causado pelos pacotes IP, ou seja, ele remove a redundância do pacote IP para cada stream. Isso só é possível quando as chamadas são entre os mesmos nós. Através do trunking, o consumo de banda não é um múltiplo simples da largura de banda utilizada por cada canal. O primeiro canal utiliza um certo valor de largura de banda, dependendo do Codec utilizado, e, a partir do segundo canal, a largura de banda necessária é menor devido a não existência do mesmo overhead nos pacotes IPs, já que todo o tráfego é feito pela mesma porta UDP.

As principais diferenças entre o SIP e o IAX são:

Dispositivos com suporte a IAX estão começando a ser produzidos, enquanto a maioria dos dispositivos produzidos suportam SIP;

O IAX tem suporte nativo a NAT, enquanto o SIP, não;

O IAX é optimizado para a minimização do consumo de banda e suporta trunking, ou seja, consome menos banda do que o SIP. Como é um protocolo binário e não texto, ele é menos capaz a ataques de buffer overrun, já que não é necessária a análise léxica e sintática para interpretação das informações. Os ataques de buffer overrun consistem em tentar escrever dados fora do limite estabelecido de um buffer, fazendo com que a aplicação gere resultados indesejados ou pare de funcionar [Donaldson02]; O IAX suporta a transmissão de planos de discagem.

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2.1.7 Codecs

Segundo “OZVOIP 2008”, Um Codificador/DECodificador (CODEC) é um modelo matemático para codificar digitalmente as informações analógicas como o áudio e o vídeo. O termo CODEC também pode ser relacionado à Compressão/Descompressão pelo fato de comprimir a informação digitalizada. A finalidade dos algoritmos codificadores é representar os sinais de áudio e ou vídeo com a quantidade mínima de bits atingindo um balanço entre eficiência e qualidade, sendo que existe dois tipos diferentes de Codecs (com perda e sem perda), em seguida uma breve descrição:

 Sem Perdas (Lossless)

Estes tipos de Codecs são capazes de comprimir dados sem que haja perda de informação. Geralmente são utilizados em situações em que a perda de dados torna inutilizável ou então, pretende-se realmente manter o máximo de qualidade possível.

 Com Perdas (lossy)

Normalmente estes tipos de Codecs perdem informações durante o processo de compressão, degradando a qualidade. Porém em algumas situações (dependendo da aplicação), a perda de qualidade pode ser perfeitamente aceitável. Apresentando uma maior taxa de compressão em relação ao aos outros (sem perda).

Em VoIP, alguns desses codecs são utilizados para a conversão e compressão dos sinais de voz. Esses codecs diferem em relação à qualidade do áudio, largura de banda necessária para o tráfego dos pacotes convertidos e o poder de processamento necessário para a conversão. Alguns codecs são proprietários, ou seja, é necessário pagar licenças para o seu uso, como por exemplo, o G.729 [Colcher05].

2.1.8 Protocolo de Transporte

A internet tem dois protocolos principais na camada de transporte, um protocolo sem conexão e outro orientado a conexão. A UDP é um protocolo sem conexão enquanto o TCP é o protocolo orientado a conexão.

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 User Datagram Protocolo (UDP)

O conjunto de protocolo da internet admite um protocolo de transporte sem conexão e oferece um meio para as aplicações enviarem datagramas IP encapsulados sem que seja necessário estabelecer uma conexão.

A UDP transmite segmentos que consistem em um cabeçalho de 8 bytes seguido pela carga útil. O protocolo UDP é um protocolo de camada quatro de transporte no modelo OSI, que se carateriza por ser mais simples que o TCP, o outro protocolo da camada quatro [VoIP teleco]. Enquanto o TCP se preocupa com a conexão e a chegada correta dos dados no destino, o UDP por ser mais simples não tem a mesma preocupação, portanto, ele não verifica o recebimento dos dados pelo destino também não possui o serviço de reenvio, não ordena as mensagens, ou seja, elas vão sendo agrupadas conforme vão chegando, não controla o fluxo de informações e não verifica a integridade dos dados para o destino. As possibilidades de o destino não receber os dados são várias como, por exemplo:

Perder os dados, duplicar os dados ou agrupar de forma errada.

 Real Transporto Protocolo (RTP)

O Real Transporto Protocolo é um protocolo da camada da aplicação que tem como objetivo transportar informações multimédia que ficam contidas em seus cabeçalhos. Informações como número de sequência, times tamp e codificações entre outros, podem ser passados para o receptor. A RTP roda sobre UDP. O lado emissor encapsula a informação de média em pacotes RTP, este serão encapsulados em segmentos UDP e em seguida são enviados para a camada IP. Este protocolo não reserva recursos nem garante qualidade de serviço (Qos), porém ele é frequentemente utilizado em paralelo com o RTCP (RTP Controlo Protocolo) permitindo que haja certa monitoração da comunicação.

Diferentes tipos de média serão enviados em diferentes sessões de RTP mesmo que façam parte da mesma comunicação. Por exemplo, em uma videoconferência são transmitidos dois tipos de média (áudio e vídeo), os pacotes de áudio serão transmitidos por uma sessão RTP enquanto os pacotes contendo as imagens serão transmitidos por uma sessão RTP completamente diferente e independente.

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 Real-time Controlo Protocolo (RTCP)

Real-time Controlo Protocolo é baseada na transmissão periódica de pacotes de controle para todos os participantes de uma sessão. O RTCP pode ser usado em conjunto com RTP, onde os pacotes RTCP são transmitidos por cada participante em uma sessão RTP para todos os outros na sessão, usando IP multicast [VoIP teleco].

2.1.9 Funcionamento do VoIP

Para que ocorra a transmissão de voz, o VoIP captura a voz, ainda na forma analógica e transforma em pacotes de dados digitais, que podem ser enviados por qualquer rede TCP/IP (Transporto Controlo Protocolo), possibilitando que trafeguem normalmente pela internet. Assim que os pacotes chegam ao destino, são transformados em sinais analógicos a um meio no qual seja possível ouvir o som [Tecnologia VoIP].

O VoIP não é uma tecnologia nova mas só ganhou destaque recentemente pelo facto da velocidade de transmissão de dados ser baixo, na época em que foi criado impedindo de se tornar funcional na maioria das redes.

Assim foi necessário investir em QOS (Quality of Servico) isto é em qualidade de serviço e uma das soluções seria o aumento da velocidade de transmissão e ressecção de dados. E com o acesso á internet e banda larga é cada vez mais comum o VOIP passou a tirar proveito. Por isso, surgiram outras soluções, como o protocolo RTP que basicamente faz com que os pacotes de dados, Possibilitam a transmissão de dados em tempo real.

No caso de algum pacote se atrasar, a RTP cria uma interpolação entre o intervalo deixado pelo pacote e este não é entregue. O atraso de pacotes pode ocorrer porque eles podem seguir caminhos diferentes para chegar ao destino. Se você estiver transmitindo um arquivo isso não significa um problema, já que seus pacotes são encaixados no destinatário. Porém com voz e vídeo em tempo real, isso nem sempre acontece. Logo, fica claro que a RTP é um recurso muito útil em aplicações de som e vídeo.

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Devido a esta característica, seu funcionamento é dominado a outro protocolo, o RTCP, que é responsável pela compressão dos pacotes dos dados e também actua no monitoramento. Por isso ainda é necessário melhorias, a IETF12, entidade responsável pelo RTP e pelo RTCP, sugeriu a aplicação do protocolo RSVP, que tem como principal função alocar parte da banda disponível para a transmissão de voz.

Existem ainda os codecs, que são protocolos extras que soma mais funcionalidades e maior qualidade à comunicação. Entre eles estão o G.711, o G.722, o G.723, o G.727, entre outros. O que os diferencia são os algoritmos usados, a média de atraso e principalmente a qualidade da voz. Neste último aspecto, o G.711 é considerado excelente. Todos esses codecs são recomendados pela entidade ITU-T e geralmente trabalham em conjunto com mais outro protocolo: O CRTP, responsável por melhorar a compressão de pacotes e assim dar mais qualidade ao VoIP.

Para possibilitar a interligação do VoIP com as redes telefónicas convencionais, geralmente usa-se um equipamento denominado Gateway, que é responsável converter o sinal analógico em digital e vice-versa, além de fazer a conversão para os sinais das chamadas telefónicas. Existe ainda o Gateway Controller (ou Call Agent), que é responsável por controlar as chamadas feitas pelo Gateway.

Para as ligações em longa distância, são utilizados equipamentos conhecidos por Gatekeeper, que gerenciam uma série de outros equipamentos e podem autorizar chamadas, fazer controlo da largura de banda utilizada, ou seja, ele pode ser descrito como uma central telefónica para VoIP.

2.1.10 Potencialidade do VoIP

12_{O Internet Engineering Task Force (IETF ) é uma grande comunidade internacional aberta de designers ,}

operadores, fornecedores e pesquisadores preocupados com a evolução da arquitetura da Internet e do bom funcionamento da Internet

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O VoIP Alcançou uma popularidade imensa devido as vantagens. Primeiramente o custo: Com os preços irrisórios da mensalidade do provedor, pode-se fazer quantas ligações quiser, e não importa, incluindo ligações locais e de longa distância nacional e internacional [Tecnologia VoIP] Ou seja, o VoIP é muito mais barato de se manter do que as linhas telefónicas normais e, além disso, vêm ocorrendo uma redução de preços dos equipamentos que o torna ainda mais acessível.

O avanço dessa tecnologia representa um novo conceito de custo que se apresenta na área de telecomunicações. Somando-se a isso, tanto a instalação como a utilização do VoIP são simples e não é preciso nenhum especialista para instruir o usuário.

O VoIP trouxe mais facilidade para muitas tarefas difíceis em redes tradicionais. Chamadas podem ser automaticamente roteadas para o telefone VoIP, independentemente da localização na rede. Por exemplo, se a conexão for rápida e estável o suficiente, é possível levar um telefone VoIP para uma viagem e onde você conectá-lo à Internet pode-se receber Ligações [Tecnologia VoIP].

Além disso, a tecnologia VoIP apresenta ainda mais vantagens no uso empresarial, fornecendo importantes ferramentas de comunicação interna ou interligando a matriz com suas filiais e/ou escritórios. Entre elas, estão:

A necessidade de uma única infra-estrutura para prover serviços de hiperligação de dados e telefonia;

Custo zero para ligações dentro da empresa (entre matriz e filiais ou entre filiais) e de Telefone IP para qualquer outro Telefone IP;

Redução radical de custos para ligações interurbanas e internacionais; Eficiência em comunicação com custo acessível;

Integração com o PBX da empresa;

Correio de Voz com integração de correio electrónico; Centralização do fluxo telefónico gerando melhor controle; Redução do número de troncos convencionais.

Fácil Implantação dos equipamentos VoIP; Suporte e assistência permanentes;

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Qualidade de voz equivalente à telefonia convencional;

Mobilidade e flexibilidade dos ramais, já que os ramais dotados de infra-estrutura VoIP (IPFone, Softfone ou dispositivo ATA - Adaptador para Telefone Analógico) podem conectar-se com a estrutura VoIP da empresa de qualquer ponto do mundo, bastando para isso um hiperligação Web e um IPFone [Tecnologia VoIP].

2.1.11 Qualidade de Serviço (QOS)

A Qualidade de Serviço pode ser definida como a habilidade do sistema para garantir e manter certos níveis de desempenho para cada aplicação de acordo com as necessidades específicas de cada usuário [SCHIOCHET, 2005].

Além dos problemas relacionados à entrega dos pacotes, ainda há outros fatores que têm a necessidade de garantia de Qos. Esses fatores são: A largura de banda, a confiabilidade, a disponibilidade dos equipamentos e a segurança que garanta privacidade na conversação. Para se alcançar um nível de Qos adequado para o tráfego de voz, há uma série de medidas que podem ser adoptadas a fim de garantir uma largura de banda suficiente para transmitir os pacotes de voz, e minimizar os problemas referentes há esse tráfego. Algumas das técnicas que podem fornecer algum tipo de qualidade de serviço são:

 Utilização de Buffer na recepção – Ele armazena temporariamente os pacotes de voz recebidos, adicionando um atraso extra antes de enviá-los ao receptor, com a finalidade de igualar o atraso sofrido por todos os pacotes. É uma forma de conter o atraso variável.

 Classificação ou Identificação do tráfego – classificar um pacote, corresponde a identificar o que é transportado por cada pacote. A classificação é uma técnica que auxilia a implementação de outras técnicas, como exemplo, políticas de priorização da transmissão ou descarte de pacotes. Um algoritmo utilizado para essa técnica é:

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 CBQ (Class-Based Queuing): Classifica os vários tráfegos de uma rede em categorias e atribui-lhes uma determinada percentagem de largura de banda disponível.

 Filas de Qos - Neste método, os roteadores e switches de uma rede têm um número de filas para cada porta de saída de tráfego. Os pacotes são identificados e colocados nas filas conforme a sua prioridade. As filas com maior prioridade são as que são mais rapidamente atendidas;

 Política de Descarte – Utiliza (Random Early Discard) RED, um método que se baseia em regras definidas para que o roteador possa descartar pacotes de uma fila a partir de um determinado nível de ocupação das filas. O objetivo é evitar que a fila fique cheia e comece a dispensar pacotes de maior prioridade como os de VOIP. Desta forma, é preferível perder pacotes com prioridade inferior.

 Fragmentação – A fragmentação dos pacotes diminui o desvio padrão do tamanho de pacotes manuseados pelas filas de saída, resultando um menor tempo médio de fila, e fazendo com que o pacote de VOIP chegue mais rápido ao destino.

 Utilização do Resource Reservation Protocolo (RSVP) - É um protocolo de sinalização que têm a capacidade de requisitar um determinado nível de QOS através da rede. Ele carrega o pedido pela rede, visitando cada nó que a rede usa para carregar o fluxo. Este protocolo trabalha em conjunção com os protocolos de roteamento. Para efetuar a reserva de recursos num roteador, comunica-se com os módulos locais de controlo de admissão e controlo de política. O controlo de admissão determina se o nó tem capacidade para fornecer a Qos requisitada. Já o controlo de política determina se o usuário tem permissão administrativa para efetuar tal requisição. O RSVP deve ser implementado nó a nó, e, portanto, enfrenta alguns problemas de escalabilidade.

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Um dos maiores desafios do VOIP é garantir a mesma qualidade que a telefonia convencional oferece. Mesmo a rede PSTN tendo suas limitações, ela possui uma rede estável que é confiável e segura. O VOIP está sujeito a falhas que podem comprometer a qualidade da conversação, como atrasos ou perda de pacotes. Dessa maneira, para se Construir uma alternativa que seja mais atrativa que a rede de telefonia tradicional, essa tecnologia deve prover mecanismos que garantam Qualidade de Serviço (Qos). Os fatores que podem comprometer o bom funcionamento do VOIP são:

 Atrasos de Pacotes - O atraso de pacote é o tempo necessário para que o pacote de voz percorra o caminho da origem ao destino. Causam desconforto na conversação, gerando eco e superposição de vozes. Os atrasos são ocasionados por diversos factores, e em diversas fases.

 Compressão – tempo que é gasto para a digitalização da voz, ou seja, o tempo que um processador de digitalização leva para comprimir amostras que foram moduladas através do PCM.

 Empacotamento – é gerado em função do equipamento e tecnologia utilizados na transmissão. É o tempo gasto para empacotar a voz que já foi codificada e comprimida.

 Comutação de rede e propagação – são os atrasos gerados por elementos que formam a rede. Acontece devido às limitações de velocidade dos enlaces.

 Atraso variável ou jitter – é a variação do tempo de chegadas dos vários pacotes. Os atrasos variáveis são decorrentes do tráfego e do congestionamento da rede. Estes são causados principalmente pelo enfileiramento dos pacotes nos roteadores. Os atrasos variáveis atrapalham a cadência na transmissão da voz.

 Perda de Pacotes - A perda de pacotes ocorre onde a qualidade da rede de transmissão é falha, quando há congestionamento ou o atraso da entrega dos pacotes for muito variado. É esse tipo de problema que causa cortes na voz, durante a conversação. A perda de pacotes pode ser corrigida com a utilização de alguns codecs. Outro problema a ser considerado é a escassez de banda. A conversação normal possui intervalos de silêncio, o que pode gerar um desperdício de recursos

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que se trata de alocar uma possível banda fixa, como ocorre com a telefonia convencional.

2.1.13 Desvantagens do VoIP

Também apresenta algumas desvantagens, que, porém não serão muito difíceis de resolver ainda num futuro próximo. Entre elas está a dependência da energia eléctrica, uma vez que, em caso de falha de energia, as linhas telefónicas e os aparelhos convencionais continuam funcionando normalmente, o que não ocorre na telefonia VoIP.

Além disso, o protocolo UDP não fornece um mecanismo para assegurar que os pacotes de dados sejam entregues em ordem sequencial, ou ainda, não forneça garantias de qualidade de serviço. As implementações VoIP sofrem com o problema de latência e variações de atraso. Esse problema é acentuado quando uma conexão por satélite é usada ou até mesmo por 3G, devido ao grande atraso de propagação.

Mas a principal desvantagem é a falta de segurança, já que a maioria das soluções VoIP ainda não suporta criptografia (que resulta na possibilidade de interferências, como ouvir chamadas alheias ou alterar seu conteúdo). Como solução, pode-se fazer uso de codificadores de áudio patenteados que não são disponíveis para o público externo, dificultando assim o entendimento do que está trafegando e protegendo o consumidor. Porém, usando codificadores nas duas pontas, exigiria que os dois pontos tivessem o mesmo tipo de equipamento ou software.

Logo para o usuário ou empresa que deseja implantar o VoIP, é preciso analisar bem esses fatores negativos e tomar medidas que impossibilitem os possíveis riscos que esse tipo de comunicação traz consigo [Tecnologia VoIP].

Dependência da Internet: para que o VoIP se funciona corretamente é necessário uma

conexão de internet, caso ela esteja com problemas ou passando por manutenção, o VoIP não vai funcionar.

Qualidade das chamadas: Qualidade das chamadas depende da banda e da internet

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nossa voz, as ligações ficam cortadas e temos uma queda considerável na qualidade das ligações.

Identificação das chamadas: como as ligações VoIP não partem de um telefone

convencional, eles não podem ser identificados por um número telefónico, assim não se pode saber quem esta nos ligando, neste caso os aparelhos não reconhecem os números VoIP, o número utilizado na telefonia convencional são diferentes dos números VoIP, os números VoIP são digitais e os números na telefonia convencional são analógicos [Tecnologia VoIP].

2.2

Asterisk

O Asterisk é um software open source, desenvolvido pela Digium Inc., que através da comunicação por IP permite que seja possível a construção de centrais PABX IP de vários portes, disponibilizando todas as funcionalidades dos PBX tradicionais como correio de voz, estacionamento de chamadas, transferência, monitoramento de chamadas e suporte às novas e emergentes tecnologias, como VOIP, fazendo com que o cenário da telefonia tenha uma revolução no mundo dos PBX.

Por ser um software open source, existem milhares de desenvolvedores e comunidades trabalhando em conjunto nas atualizações de correcção, implementação de novas extensões e instalações personalizadas de acordo com a necessidade de seu uso. A diversidade de suas aplicações o torna bastante flexível e robusto, pois é possível adequá-lo de acordo com a sua

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necessidade, inserindo ou removendo módulos que fazem parte do nosso sistema telefónico. O Asterisk suporta a plataforma Windows, Linux ou Unix, permitindo a comunicação entre uma rede VOIP com redes de telefonia tradicionais como PSTN [Telefonia IP com Asterisk].

2.2.1 História

O Asterisk foi criado e inicialmente desenvolvido por Mark Spencer, devido a sua necessidade de um sistema telefónico para auxiliar em sua empresa. A empresa em questão era a Linux Support Services (Serviços de Suporte ao Linux), iniciada em 1999, que Oferecia suporte técnico comercial e livre ao Sistema Operacional Linux. Como o sistema telefônico necessário era robusto, pois a vontade eram que este se atende as ligações dos clientes, se recebe sua identificação e grava a mensagem deste cliente para então localizar um técnico que responde-se a suas dúvidas em curto espaço de tempo e Spencer não possuía capital para investir em um sistema deste porte, decidiu desenvolver por conta própria um sistema que atendesse suas necessidades, utilizando sua experiência como usuário do Linux e com desenvolvimento em softwares de Fonte Aberta.

Ainda em 1999, Spencer tinha uma plataforma livre de telefonia, disponibilizada na Internet com o nome de Asterisk, nome este escolhido tanto por ser uma tecla de telefones quanto por ser um símbolo curinga no Linux. Em paralelo a tudo isso, Jim Dixon, um engenheiro consultor de telefonia acreditava que uma forma de reduzir o valor cobrado pelos fabricantes pelos hardwares de telefonia seria passar para a CPU a tarefa de processar os sinais digitais e no cartão tivessem implantados somente os componentes básicos para fazer interface com os circuitos de telefonia. Iniciou seu projeto desenvolvendo um driver para a placa Mitel89000C para um sistema FreeBSD. Jim percebeu que existia uma limitação no gerenciamento de I/O na placa e decidiu desenvolver sua própria placa [Telefonia IP com Asterisk].

2.2.2 Conceitos Gerais

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São os meios utilizados pelo Asterisk para enviar e receber midia (voz) e sinalização telefónica. Ele geralmente consiste de um sinal analógico em um sistema POTS (Plan

Old Telephony System, sistema de telefonia convencional, baseado normalmente em linhas analógicas) ou alguma combinação de CODEC e protocolo de sinalização GSM com SIP,ULAW com IAX) (GONSALVES,2005).

Canais VoIP utilizam fisicamente a interface Ethernet (placa de rede de um servidor) e logicamente o protocolo IP para transporte de sinalização e voz. Portanto uma conexão do servidor com a Internet ou rede local já suficiente para utilizá-los. Os canais VoIP são configurados no Asterisk de acordo com o protocolo de sinalização escolhido, por exemplo, canais SIP são configurados em sip.conf, canais H.323 em h323.conf, canais IAX em iax.conf. Todos estes arquivos de configuração encontram-se no diretório /asterisk.

 Dialplan (Plano de Discagem)

O plano de discagem é a área de configuração do Asterisk mais relevante, responsável pelo bom funcionamento em relação a comutação das chamadas, controla tudo o que o Asterisk deverá fazer em relação a cada chamada (Entrada ou saída).É o verdadeiramente coração de qualquer sistema asterisk. Já que define como o asterisk manipula os telefonemas que chegam e que são enviados. O dialpan consiste de uma lista de instruções ou passos que o asterisk ira seguir e são totalmente personalizáveis.

 Sintaxe do Dialpan

O dialpan do asterisk é especificado no arquivo de configuração chamado de /etc/asterisk/extension.conf. É composto por quatro partes principais: contextos, extensões, prioridades e aplicações.

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O plano de discagem é dividido em seções chamadas de contextos. Contextos são nada mais que grupos de extensões. Extensões definidas em contextos diferentes não interagem, a não ser que especificado do contrário. Eles são identificados colocando o nome do Contexto entre colchetes ([]), assim um contexto nomeado chamadas seria: [chamadas]. Todas as instruções colocadas depois da definição do contexto farão parte deste contexto até o próximo contexto ser declarado.

 Extensão

Dentro de cada contexto estão definidas uma ou mais extensões. Uma extensão é uma instrução executada pelo Asterisk, disparada por alguma ligação recebida ou numero sendo discado no canal. As extensões especificam o que acontece com cada ligação à medida que elas avançam pelo plano de discagem.

exten => 100,1,Answer( ) O nome da extensão é 100, com prioridade 1 e a aplicação é Answer().

 Prioridade

Cada extensão pode ter vários passos, que chamamos de prioridades. Cada prioridade é numerada sequencialmente, começando em 1. Cada prioridade especifica uma aplicação, como no exemplo a seguir:

exten => 100,1,Answer( ) exten => 100,2,Hangup( )

Neste exemplo quando o plano atinge a extensão 100, a prioridade 1 atenderia a chamada e depois a prioridade 2 desligaria a chamada. As prioridades precisam ser numeradas corretamente, senão não funcionarão corretamente.